EP1525920A2 - Powder source for a powder coating installation - Google Patents
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- EP1525920A2 EP1525920A2 EP04023527A EP04023527A EP1525920A2 EP 1525920 A2 EP1525920 A2 EP 1525920A2 EP 04023527 A EP04023527 A EP 04023527A EP 04023527 A EP04023527 A EP 04023527A EP 1525920 A2 EP1525920 A2 EP 1525920A2
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Definitions
- the invention relates to a powder source for a powder coating system.
- Powder coating plants are used in particular for powder coating of Workpieces with paint powder, which after melting and curing a usually smooth and resistant coating forms over the workpiece.
- the particles of the powder to be applied are not cured so that they after the heating together to form a continuous homogeneous paint layer can and after curing form the smooth and hard lacquer layer.
- the uncured from only partially cured or dried material Milled powder particles reach temperatures in the range of 80 ° C up to 90 ° C their softening point and then go at higher temperatures gradually into the flowable, liquid state, so that adjacent Melt powder particles into a continuous layer.
- the uncured powder particles which in practice have a diameter of about 15 microns to about 40 microns, usually around 25 microns, are neither Shear temperature stable, so that the powder particles under mechanical stress Can form lumps / agglomerates.
- the present invention is a powder source for use in a Powder coating system can be specified, with which a safe and even feeding of powder to powder application stations without the danger a clumping of powder particles is ensured.
- the cell wheel metering device is used a consistently good dosage of the from the reservoir discharged powder.
- This well-dosed amount of powder is in downstream conditioning tank uniform in a fluidizing gas distributed and the resulting flowable powder / gas mixture can via lines be conveyed to one or more powder coating stations.
- the metering device according to the invention is compared with known powder conveyors also for transporting the powder necessary amount of air reduced. It follows that the powder cloud "which" becomes. As a result, the overspray component can also be reduced.
- the claim 3 indicates preferred geometries, with which such Caking / solidification of powder on the cell walls is prevented.
- the transition point of Powder storage container to the cells of the cell wheel each smooth, so that one continuous unhindered slipping of powder from the reservoir into the Cell wheel is guaranteed. Also at the transition points between insertion surface and cellular wheel can thus form no particle packets.
- the adhesion of the powder to the walls can occur the cells of the cellular wheel also by one or more fine (0.2 ⁇ 035 mm) with a gas flow acted in the Zellradinnere pointing holes, the have a slightly conical outflow can be prevented.
- a powder source according to claim 11 ensures that also on none of the walls of the cellular wheel receiving space of the cellular wheel housing Attach the powder particles permanently.
- a powder source according to claim 12 ensures that the inlet side a (gap) seal is given against the reservoir.
- a powder source according to claim 13 ensures that the metering device Powder not only preferred to a single area of the under Metering arranged conditioning tank takes place.
- a trapezoidal opening at the bottom Side of the powder reservoir provided, the longer of the parallel Grundmoi as the first the outer edge of each cell wheel chamber in the Main direction sweeps over.
- the outlet side Opening the powder reservoir also be round or oval.
- the Cross-sectional area at the upper side of the conditioning tank according to Claim 18 is equal to or slightly larger than the outer cross-sectional area the cellular wheel chamber, so that in a continuous rotational movement of the Cell wheel the complete outer opening of the cell wheel chamber for a short time is open.
- the development of the invention according to claim 20 is in view of it advantageous to avoid caking of powder on surfaces of the metering device.
- a vent opening provided in the reservoir, via which fluidizing gas is removed.
- This fluidizing gas flows against the powder conveying path through the powder to the surface of the im Reservoir located powder volume and fluidized so the powder.
- the Escaping fluidizing gas can enter the exhaust duct of the powder booth a central filter unit initiated without additional cleaning measures become.
- the fluidization is continued even in short breaks, since it takes about 10 min. takes until a homogeneous powder / air mixture sets.
- a powder source in a powder source according to claim 24, one can continuously ascertain how much powder is still contained in the reservoir and when the reservoir in turn must be refilled from transport containers.
- the weighing device is also used for constant control of the discharged Amount of powder.
- a powder source according to claim 25 which is located in a cell Powder additionally by an impinging air jet from the outside of the cell Forcibly relieved.
- a powder source according to claim 26 are smaller relative movements between the reservoir and the conditioning tank possible; both But containers are fluidly connected with each other. You can do that absorb thermal changes in length, allow small changes in position, as they occur when weighing the reservoir, and also avoid that Vibrations are transferred from one container to another. This is with regard to a uniform powder / gas mixture of advantage.
- a decoupling of the system to be weighed can also be achieved by a flexible system Hose line leading to the application unit can be ensured.
- a provided according to claim 27 sieve in the upper portion of the conditioning ensures a spatial homogenization of the in the Conditioning container given powder. In addition, will also be about retained particle agglomerates.
- the development of the invention according to claim 31 is used for the production homogeneous mixing conditions for powder and fluidizing gas.
- the conditioning tank In the lower end of the conditioning tank is a special homogeneous distribution of powder particles and fluidizing gas.
- the powder removal is at the lowest point of the conditioning tank, so that the container can be completely emptied. This can be achieved that when switching off the application unit no Powder in the supply line remains and thus no unfluidized powder at Restarting exits. It should be noted that there is a time delay between dosage and demand occurs. This is however largely negligible, since normally the switch-on point of the application unit before the arrival of the surface to be painted.
- 10 denotes a total of a flow powder source, which comprises an outlet conduit 12, a mixture of powder particles and a fluidizing gas provides.
- This mixture is flowable similar to a liquid and is supplied to the input of an acceleration unit 14, the works according to the water jet principle and accelerates the stream of flow of powder and diluted.
- an acceleration air input is considered in the exemplary embodiment considered here the acceleration unit 14 via a pressure regulator 16 with the Output of a compressor 18 connected.
- An outlet line 20 of the acceleration unit 14 is connected to a distribution line 22 connected to inlets of a plurality of powder application stations 24 -1, 24 - 2 to 24 - 8 is connected. These will be where it is in following a distinction does not matter, simply as powder application stations 24 addressed.
- the powder application stations 24 are connected via a control cable 26 with a Control unit 28 connected.
- the latter controls via a further control cable 30 a magnet of the Pressure regulator 16 to adjust the control pressure.
- control unit 28 controls a magnet a further pressure regulator 34, via which an inlet for fluidizing gas of Flow powder source 10 is connected to the output of the compressor 18.
- control unit 28 controls via a control cable 36 more in the Flow powder source 10 contained loads and receives over this cable from the Flow powder source 10 sensor output signals, as later in more detail is described. Via a control cable 37, the compressor 18 is controlled.
- the flow powder source 10 has three major components. First, a reservoir 38, in which a volume 40 of powder to be applied is contained, as indicated schematically in Figure 1. To the powder volume 40 at intervals refill, the upper end of the reservoir 38 is at a Feed line 48 connected to the forth from transport containers with powder is supplied.
- the second main component of the flow powder source 10 is a metering unit 44, which works on the cellular wheel principle. It is at the bottom of the storage tank Arranged 38 and leaves a precisely predetermined powder flow the reservoir 38 in a arranged below her conditioning 46 (third main component) flow, as more fully below is described.
- the conditioning tank 46 mixes the supplied powder with a fluidizing gas and the resulting mixture of powder particles and fluidizing gas is provided on the outlet conduit 12, initially already mentioned.
- the reservoir 38 has a lower housing part 50 with a cylindrical peripheral wall 52 and a lower frusto-conical Circumferential wall 54, which at the lower edge of the peripheral wall 52 is scheduled.
- the upper edge of the peripheral wall 52 carries a horizontal flange 56 which is bolted to a matching horizontal flange 58 of a lid 60.
- the reservoir 38 is fixed to the flange 58 via load cells 62 Frame parts 64 supported hanging.
- the load cells 62 provide this current weight of reservoir 38 and current powder volume 40 characterizing electrical signals ready for input to the Be given control unit 28.
- the feedline 42 includes a compensator 66 and is in the neighborhood the lid 60 closed by a feed valve 68, which as Pinch valve or piston valve may be formed.
- a porous conical wall material 70 of open-pore sintered material whose lower end defines an outlet 71 and the back of a pressure regulator 72 and a solenoid valve 74, which is operated by the control unit 28, with the output of the pressure regulator 34th connected is.
- vent line 48 On the lid 60 can be seen furthermore the vent line 48, whose in the Reservoir 38 guided end is closed by a filter head 76, which is disk-shaped and at its two end faces a filter material carries, which retains powder particles.
- the cellular wheel metering device 44 has a cellular wheel housing 78, in which a cylindrical receiving space 80 for a suitably cylindrical cellular 82nd is provided.
- the cellular wheel housing 78 has an inlet 84 that communicates with the lower open end of the reservoir 38 is in communication and a bottom outlet 86 which communicates with the interior of the conditioning tank 46 is connected via a compensator 88 containing line 90.
- the cellular wheel 82 has stem-shaped Cell walls 92 bounding cells 94 therebetween. Soils 96 the cells 92 are cylindrical and go kink and bum-free in the Side surfaces of the cell walls 92 via.
- outlet 86 and receiving space 80 opens a housing channel 98 of the cellular wheel housing 78, which is perpendicular to the plane of Figure 2 has the same size as the feeder 82nd and via a further pressure regulator 100 and a solenoid valve 102 with the Outlet of the pressure regulator 34 is connected.
- the solenoid valve 102 is again operated by the control unit 28 ago.
- the cellular wheel 82 is driven by an electric motor 104. This one is from a control circuit 106 alternately in the forward and reverse directions for same time spans activated. In this way it is achieved that the Powder, which in the cells of the cellular wheel 82 from the reservoir 38 in the Conditioning tank 46 is channeled, not one-sided in the reservoir 46th falls.
- the electric motor 104 may be a stepping motor and the control circuit 106 may be formed so that they each order the stepper motor a plurality of revolutions corresponding step numbers in forward or reverse direction.
- the control circuit 106 is in turn controlled by the control unit 28 ago.
- a vibrator or knocker 107 is attached to the entire housing, the cell wheel 82 mounted in it and the lower end of the To bring reservoir 38 into oscillation.
- the vibrator or knocker 107 from the control circuit 28 at a frequency of on the order of 60Hz stimulated.
- the exciter 107 may be a magnetostrictive, be pneumatic or an electromechanical vibrator.
- the conditioning tank 46 in turn consists of a lower one Container part 108 and an upper container part 110. These have on the Flanges 112 and 114, respectively, at which they adjoin each other screwed together.
- the upper container part 120 expands from the discharge end of the line 90 frusto-conical down, while the lower container portion 168 starting tapered conically from the upper container part 110 down and then a cylindrical container portion 116 has.
- the latter has his lower end a horizontal flange 118, which via a ring member 120 with a lower cup-shaped lid 122 is screwed.
- a disc-shaped gas-permeable Floor part 124 is arranged within the ring member 122 lying.
- the through the bottom and the lid 122nd limited back space is via a pressure regulator 126 and a solenoid valve 128 connected to the outlet of the pressure regulator 34.
- the mesh screen 130 is woven from stainless steel wires.
- powder coatings which powder particles having a mean size of about 25 microns, is the diameter of the stainless steel wire 40 microns and the mesh size of Sieves 125 ⁇ m.
- the ultrasound generators 132 are supplied by the control unit 28 at a frequency excited by about 20 kHz.
- the mesh screen 130 thus extends perpendicular to the axis of the conditioning tank 46 flat and stretched by an upper section of the Conditioner, while it is a high-frequency movement with small amplitude performs. In this way, powder, which on the Top of the mesh screen 130 falls in the axis of the conditioning tank 46 normalized vertical directions, approximately in the Particle agglomerates contained in impinging powder are broken up.
- the uniformed powder curtain obtained behind the mesh screen 130 drops under gravity down and is doing with the from the bottom part 124th Laminar vertically upward air flow intimately and evenly mixed.
- the outlet conduit 12 is guided in the center of the container portion 116 and Although about 2/3 of the height of the cylindrical container portion 16th
- the powder volume 40 in the reservoir 38 is through the porous wall material 70 passes through the air flowing through and in free-flowing Condition kept.
- the bucket 82 decreases from the upcoming powder continuously from the volume of the cells corresponding amounts of powder, the upon reaching the outlet 86 from the cells down and through the Line 90 fall on the top of the mesh screen 130.
- the supplied via the housing channel 58 air supports the detachment of Powder from the cells of the cellular wheel 82.
- the mesh screen 130 is symmetrical with the container center plane with Powder material acted as the cellular wheel 82 by the electric motor 104th by the signals output by the control circuit 106 by the same Periods in the forward and reverse directions is operated.
- the cells 94 of the cellular wheel 92 each have the shape of spherical sections (Dome) and are each bounded by a bottom wall 134, which consists of porous, gas permeable material is made. Behind the floor walls 134 is in each case an air chamber 136, which with an axis-parallel feed channel 138 communicates. The latter is axially to the figure 3 behind the Drawing plane to thinking end face of the cellular wheel 92 continued.
- Dome spherical sections
- a first Meal 140 Radially aligned with the path of the ends of the feed channels 138 is a first Meal 140 provided, which extends over an angle of about 280 °.
- the feed groove 140 is connected via a pressure regulator 142 and a solenoid valve 144 with connected to the output of the compressor 34.
- the pressure of the pressure regulator 142 is adjusted so that the bottom walls 134 of to be interspersed with a small stream of air that just prevents it from getting However, powder particles adhere to the outer surface of the bottom wall 134 not sufficient to blow off the powder particles.
- a second feed groove 146 extends at the outlet 86 of the cellular wheel housing 78 over an angle of about 60 °.
- This groove is slightly larger drawn radial dimension, so as to indicate that they have a another pressure regulator 148 and a solenoid valve 150 with greater pressure is acted as the feed groove 140. It generates through the bottom wall 134th at position at the outlet 86 an air flow through which the before Bottom wall 134 located residual powder volume, which is not already through Gravity has dropped, forcibly blown off.
- the curvature of the bottom walls 134 is so chosen that the radially outer side of the bottom walls 134 each have a smooth continuous continuation of trained as a frusto-conical insertion bevel Inlet 84 represents when a bottom wall 134 on the inlet side of the vertical axis of the inlet and outlet of the cellular wheel housing 78 stands.
- Inlet 84 in turn provides an extension of a funnel-shaped lower End portion of the reservoir 38, dashed in Figure 3 only at 156 is reproduced.
- Dishes 140 If the feeder is to be used in one direction of rotation, you can use the Dishes 140 also limit those peripheral angles, within whose powder material lies on the bottom wall 134.
- the powder delivery in the Conditioning tank 46 can be the cellular wheel 78 with a provided cylindrical peripheral surface and in a cylindrical bushing around the Store housing axis rotatably, as shown in phantom in Figure 3.
- bearing bush there is 170 denotes a bearing bush
- the cellular wheel 78 in the Sliding surrounds and carries an upper bearing plate 172, which is the upper End face of the cellular wheel housing 78 overlaps.
- a central opening 174 of the Bearing plate 172 provides a smooth and flush connection between the Inlet 84 and the conical inner surface 156 of the lower end of the Reservoir 38 ago.
- a lower bearing plate 176 has a central opening 178 extending from the outlet 86 the cellular wheel housing 78 is spaced radially outward.
- the bearing plates 172 and 176 are by bolts not shown with the bearing bush 170 connected.
- a ring gear 180 on which a gear 182 runs, which is about a horizontal axis is rotatable and is driven by an electric motor 184.
- a control circuit 186 ago by a predetermined Angle (of the embodiment a few turns, so that the Cellular wheel housing rotates by integer multiples of 180 °) in the forward direction or driven to the reverse direction, wherein in the respective direction traveled path to the output of an angle sensor 188 proportional is coupled to the shaft of the electric motor 184.
- the porous wall material can also be made of a sintered metal such as consist of sintered bronze and be electrically connected to earth.
- the pore size of the sintered material is chosen to be smaller than that Diameter of the powder particles, so that even if these materials not pressurized from the back, powder particles at best loose and only partially in the pores of the sintered material.
- stainless steel is preferred as the material.
- control pressures for the various pressure valves are selected so that one the desired fluidization and the desired relationship between Fluidizing gas and powder receives.
- a pressure of about 0.25 atm greater is the pressure in the remaining parts of the flux powder source 10.
- Figures 4 and 5 show plan views of the lower end modified Reservoir 38, in which the outlet 71 is not rotationally symmetrical. Further, the underlying cellular wheel 82 is one of its dome-shaped formed cells 94 indicated.
- the outlet 94 has the shape of a trapezium, wherein the parallel trapezoidal sides parallel to the axis of rotation of the cellular wheel 82nd run. The longer side of the trapezium lies so that it is separated from itself approaching cell 94 is hit first.
- the outlet 71 is oval, with the long axis of the ellipse runs parallel to the cellular wheel axis.
- the long axis of the outlet 71 is larger than the diameter of the cells 94, and the outlet 71 is symmetrical to the path of the cell centers.
- outlet 71 is circular, then its diameter is also greater than that Diameter of the cells 94.
- the flow powder source 10 of FIG. 6 differs from that of FIG. 2 shows the construction of the conidiation container 46.
- the porous bottom portion 124 is conical and from its lower tip
- the larger axial dimension cylindrical ring member 120 surrounds the bottom part 124 and is at the bottom by the now disc-shaped Cover 122 closed, through which the outlet 12 is sealed passed ..
- a sieve 192 firmly clamped, at which the reservoir 38 is supported on the load cells 28.
- the sieve 192 is replaced by a Vibrator or knocker 194 in high-frequency oscillations, which in the Practice at about 10 kHz to about 60 kHz. That way Agglomerates and lumps already during filling of the reservoir 38 broken up.
- the cellular wheel 82 now has a wheel body 196 completely made of a open-pore sintered material is made, as already mentioned above has been.
- the wheel body 196 is in its peripheral surface with the dome-shaped cells 94 formed. It is fixed on both sides by end sleeves 198 worn running in camps 200.
- Axial bearing rings 202 position the Cell wheel 82 in the axial direction. They are in turn by snap rings 204 on Bearing blocks 206 supported.
- a shaft 208 Through the wheel body 196 rotatably extends a shaft 208. This is provided in its central portion with an axial groove 210, so that a Fluid path between the two end faces of the wheel body 190 and is obtained to the inner surface of the wheel body 196.
- the bearing blocks 206 are of the end faces of the Rad stresses 196 spaced, and one of the thus obtained chambers 212 is over a pressure regulator 214 connected to the output of the pressure regulator 34. This serves as the other the pressure regulator 34 downstream pressure regulator to to provide a locally particularly suitable pressure.
- the cell wheel is used 82 and the housing 78 are both made of an open-pore sintered material, as mentioned above several times. This is the mechanical Structure easier than in the embodiment of Figure 3; the function is ultimately the same: both on the cellular wheel 82 and on the housing 78 No powder particles can get stuck as they come from the surfaces exiting air and be moved away.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Pulverquelle für eine Pulverbeschichtungsanlage.The invention relates to a powder source for a powder coating system.
Pulverbeschichtungsanlagen dienen insbesondere zur Pulverbeschichtung von Werkstücken mit Lackpulver, welches nach Aufschmelzen und Aushärten einen in der Regel glatten und widerstandsfähigen Überzug über das Werkstück bildet.Powder coating plants are used in particular for powder coating of Workpieces with paint powder, which after melting and curing a usually smooth and resistant coating forms over the workpiece.
Die Partikel des aufzubringenden Pulvers sind nicht ausgehärtet, damit sie nach dem Erwärmen zu einer durchgehenden homogenen Lackschicht zusammenfließen können und nach dem Aushärten die glatte und harte Lackschicht bilden.The particles of the powder to be applied are not cured so that they after the heating together to form a continuous homogeneous paint layer can and after curing form the smooth and hard lacquer layer.
Die nicht ausgehärteten aus nur angehärtetem oder getrocknetem Material gemahlenen Pulverpartikel erreichen bei Temperaturen im Bereich von 80 °C bis 90 °C ihren Erweichungspunkt und gehen dann bei höheren Temperaturen allmählich in den fließfähigen, flüssigen Zustand über, so dass benachbarte Pulverpartikel zu einer durchgehenden Schicht verschmelzen.The uncured from only partially cured or dried material Milled powder particles reach temperatures in the range of 80 ° C up to 90 ° C their softening point and then go at higher temperatures gradually into the flowable, liquid state, so that adjacent Melt powder particles into a continuous layer.
Die nicht ausgehärteten Pulverpartikel, die in der Praxis einen Durchmesser von etwa 15 µm bis etwa 40 µm, in der Regel um die 25 µm aufweisen, sind weder scher- noch temperaturstabil, so dass die Pulverpartikel bei mechanischer Beanspruchung Klumpen/Agglomerate bilden können.The uncured powder particles, which in practice have a diameter of about 15 microns to about 40 microns, usually around 25 microns, are neither Shear temperature stable, so that the powder particles under mechanical stress Can form lumps / agglomerates.
Durch die vorliegende Erfindung soll eine Pulverquelle zur Verwendung in einer Pulverbeschichtungsanlage angegeben werden, mit welcher ein sicheres und gleichmäßiges Zuführen von Pulver zu Pulverauftragstationen ohne die Gefahr eines Verklumpens von Pulverpartikeln gewährleistet wird.The present invention is a powder source for use in a Powder coating system can be specified, with which a safe and even feeding of powder to powder application stations without the danger a clumping of powder particles is ensured.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Pulverquelle mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved by a powder source with the im Claim 1 specified characteristics.
Bei der erfindungsgemäßen Pulverquelle hat man durch die Zellenrad-Dosiereinrichtung eine gleichbleibend gute Dosierung des aus dem Vorratsbehälter ausgetragenen Pulvers. Diese gut dosierte Pulvermenge wird im nachgeschalteten Konditionierbehälter in einem Fluidisierungsgas gleichförmig verteilt und das so erhaltene fließfähige Pulver / Gasgemisch kann über Leitungen an eine oder mehrere Pulverbeschichtungsstationen gefördert werden.In the case of the powder source according to the invention, the cell wheel metering device is used a consistently good dosage of the from the reservoir discharged powder. This well-dosed amount of powder is in downstream conditioning tank uniform in a fluidizing gas distributed and the resulting flowable powder / gas mixture can via lines be conveyed to one or more powder coating stations.
Durch das Fluidisierungsgas wird im unter Bereich des Vorratsbehälters ein
Überdruck erzeugt, durch den eine gleichmäßige Puderabgabe an eine
Applikationseinheit sicher gegeben ist. Bei mehreren angeschlossenen
Applikationseinheiten kann man bei unterschiedlichen inneren Widerständen der
Förderstrecken und der Applikationseinheiten (z.B. Pistole oder Glocke) eine
zusätzliche Pulverförderung vorsehen Diese kann z.B. eine Beschleunigerdüse
aufweisen, wie sie in der DE 100 53 295 A1 beschrieben ist.By the fluidizing gas is in the lower region of the reservoir
Overpressure generated by a uniform powder delivery to a
Application unit is given safely. With several connected
Application units can be used with different internal resistances
Conveyor lines and application units (e.g., pistol or bell)
provide additional powder delivery. an accelerator nozzle
have, as described in
Mit der erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung wird verglichen mit bekannten Puderfördereinrichtungen zudem die zum Transport des Pulvers notwendige Luftmenge reduziert. Daraus folgt, dass die Pulverwolke "welcher" wird. Dadurch kann auch der Overspray-Anteil geringer werden.With the metering device according to the invention is compared with known powder conveyors also for transporting the powder necessary amount of air reduced. It follows that the powder cloud "which" becomes. As a result, the overspray component can also be reduced.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are specified in subclaims.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird erreicht, dass in den einzelnen Zellen des Zellenrades keine Winkel vorliegen, in denen Pulverpartikel Keil- oder Klemmwirkungen ausgesetzt wären, die zu einem bleibenden Haften von Teilmengen des jeweils in eine Zelle gegebenen Pulvers führen könnte. Hierdurch würde die gleichbleibende Genauigkeit der Pulverzufuhr beeinträchtigt, zum einen bei denjenigen Zyklen, bei denen an der abgegebenen, dem Zellenvolumen entsprechenden Einheitsmenge ein Teil fehlt, zum anderen dann, wenn eine Menge hängengebliebenen Pulvers aus einer Zelle losbricht. Bei einem Zellenrad gemäß Anspruch 2 hat ein Pulvervolumen keine Oberflächenbereiche der Zelleninnenfläche, an denen sich Pulver festsetzen könnte.With the development of the invention according to claim 2 is achieved that in the individual cells of the cellular wheel, there are no angles in which powder particles Wedge or clamping effects would be exposed to a permanent sticking could result in subsets of each given in a cell powder. This would ensure the consistent accuracy of the powder feed impaired, on the one hand in those cycles in which at the a part of the volume corresponding to the cell volume is missing, on the other hand, if a lot of stuck powder from one Cell breaks loose. In a cellular wheel according to claim 2 has a powder volume no surface areas of the inner cell surface, where powder could fix.
Der Anspruch 3 gibt bevorzugte Geometrien an, mit denen ein solches Anbacken/Festwachsen von Pulver an den Zellenwänden verhindert wird.The claim 3 indicates preferred geometries, with which such Caking / solidification of powder on the cell walls is prevented.
Bei einer Pulverquelle gemäß Anspruch 4 ist auch die Übergangsstelle von
Pulver-Vorratsbehälter zu den Zellen des Zellenrades jeweils glatt, so dass ein
stetiges unbehindertes Nachrutschen von Pulver aus dem Vorratsbehälter in das
Zellenrad gewährleistet ist. Auch an den Übergangsstellen zwischen Einführfläche
und Zellenrad können sich somit keine Partikelpakete bilden.In a powder source according to
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 wird erreicht, dass auch durch adhäsive Kräfte physikalischer, chemischer oder elektrostatischer Natur kein bleibendes Festhalten von Pulver an Wänden der Zellen des Zellenrades erfolgt, da derartigen adhäsiven Kräften ein von der Zellenwand weggerichteter sanfter Gasstrom entgegenwirkt.With the development of the invention according to claim 5 is achieved that also by adhesive forces of a physical, chemical or electrostatic nature no permanent retention of powder on walls of cells of the cell wheel because such adhesive forces are directed away from the cell wall counteracts gentle gas flow.
Die Weiterbildungen der Erfindung gemäß den Ansprüchen 6 und 7 geben bevorzugte
Möglichkeiten an, wie man eine homogene feine Luftdurchlässigkeit für
die Zellenwände realisiert.The developments of the invention according to
Bei wenig empfindlichen Pulvern kann das Anhaften des Pulvers an den Wänden der Zellen des Zellrades auch durch eine oder mehrere feine (0,2 ÷ 035 mm) mit einem Gasstrom beaufschlagte in das Zellradinnere weisende Bohrungen, die eine leicht konische Ausströmöffnung haben, verhindert werden.In the case of low-sensitivity powders, the adhesion of the powder to the walls can occur the cells of the cellular wheel also by one or more fine (0.2 ÷ 035 mm) with a gas flow acted in the Zellradinnere pointing holes, the have a slightly conical outflow can be prevented.
Bei einer Pulverquelle gemäß Anspruch 8 kann man die fluidisch erhaltene Abstoßung von Pulverpartikeln von den Zellenwänden in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Zellenrades oder der Position zum Gehäuse steuern. Einlassseitig wird man die Druckbeaufschlagung dieser Rückseiten der Zellenradwände klein wählen, um das Hineinbewegen des Pulvers in die einzelnen Zellen, welches unter Schwerkraft erfolgt, nicht zu stören. Auslassseitig kann man diese Druckbeaufschlagung erhöhen, um sämtliche Pulverreste von den Zellenradwänden sicher abzulösen.In a powder source according to claim 8, the fluidically obtained Repulsion of powder particles from the cell walls as a function of Control the angle of rotation of the cell wheel or the position to the housing. On the inlet side you will be the pressurization of these backs of the Select small cell wheel walls to allow the powder to move in individual cells, which takes place under gravity, not to disturb. the outlet You can increase this pressurization to all powder residues safely detached from the cellular wheel walls.
Gemäß Anspruch 9 und 10 erhält man auf konstruktiv sehr einfache Weise die
winkelabhängig unterschiedliche Druckbeaufschlagung der Rückseiten der
luftdurchlässigen Zellenradwände.According to
Bei einer Pulverquelle gemäß Anspruch 11 ist gewährleistet, dass sich auch an den Wänden des Zellenrad-Aufnahmeraumes des Zellenradgehäuses keine Pulverpartikel bleibend anhängen. In a powder source according to claim 11 ensures that also on none of the walls of the cellular wheel receiving space of the cellular wheel housing Attach the powder particles permanently.
Bei einer Pulverquelle gemäß Anspruch 12 ist gewährleistet, dass einlassseitig
eine (Spalt)-Dichtung gegen den Vorratsbehälter gegeben ist.In a powder source according to
Bei einer Pulverquelle gemäß Anspruch 13 ist gewährleistet, dass die Dosiereinrichtung Pulver nicht nur bevorzugt an einen einzigen Bereich des unter der Dosiereinrichtung angeordneten Konditionierbehälters erfolgt.In a powder source according to claim 13 ensures that the metering device Powder not only preferred to a single area of the under Metering arranged conditioning tank takes place.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 14 wird eine nochmals
verbesserte Vergleichmäßigung der Pulverabgabe in den Konditionierbehälter
hinein erhalten.With the development of the invention according to
Um das Füllen der einzelnen Kammern des Zellrades zu verbessern, ohne dass Pulverpartikel an den zu den Zellradlagern hinweisenden Seiten anhaften können, ist die offene Querschnittsfläche am unteren Ende des Pulvervorratsbehälters kleiner als die Querschnittsfläche des äußeren Bereiches der Zellrad-Aufnahmeräume (Anspruch 15).To improve the filling of the individual chambers of the cellular wheel without Adhere powder particles to the sides pointing to the cell wheel bearings can, is the open cross-sectional area at the bottom of the powder reservoir smaller than the cross sectional area of the outer region of the Cell wheel receiving spaces (claim 15).
Bevorzugt ist gemäß Anspruch 16 eine trapezförmige Öffnung an der unteren
Seite des Pulvervorratsbehälters vorgesehen, wobei die längere der parallelen
Grundseiten als erstes den äußeren Rand der jeweiligen Zellrad-Kammer in der
Hauptdrehrichtung überstreicht.Preferably, according to
In einer weiteren Ausgestaltungsform (Anspruch 17) kann die auslaßseitige Öffnung des Pudervorratsbehälters auch rund oder oval sein.In a further embodiment (claim 17), the outlet side Opening the powder reservoir also be round or oval.
Um das vollständige Entleeren der Zellrad-Kammer zu gewährleisten ist die
Querschnittsfläche an der oberen Seite des Konditionierbehälters gemäß
Anspruch 18 gleich oder geringfügig größer als die äußere Querschnittsfläche
der Zellrad-Kammer, so dass bei einer kontinuierlichen Drehbewegung des
Zellrades die komplette äußere Öffnung der Zellrad-Kammer für eine kurze Zeit
offen ist. To ensure the complete emptying of the cell wheel chamber is the
Cross-sectional area at the upper side of the conditioning tank according to
Bei einer Pulverquelle gemäß Anspruch 19 braucht man die Energieversorgung und Fluidversorgung nicht über Schleifkontakte vorzunehmen. Beides kann über entsprechend lange Kabel bzw. Schläuche erfolgen.In a powder source according to claim 19, one needs the power supply and fluid supply do not make via sliding contacts. Both can be over correspondingly long cables or hoses.
Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 20 ist im Hinblick darauf
vorteilhaft, ein Festbacken von Pulver an Flächen der Dosiereinrichtung zu vermeiden.The development of the invention according to
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 21 wird erreicht, dass das im Vorratsbehälter befindliche Pulver schon vor der Dosiereinrichtung fluidisiert wird. Man erhält so ein kontrolliertes gleichmäßiges Nachrutschen von Pulver in die Dosiereinrichtung und damit eine verbesserte Genauigkeit und Konstanz der Dosierung.With the development of the invention according to claim 21 it is achieved that the Powder located in the reservoir fluidized before the metering device becomes. This gives a controlled uniform slipping of powder in the metering device and thus improved accuracy and consistency of Dosage.
Gemäß Anspruch 22 ist eine Entlüftungsöffnung, im Vorratsbehälter vorgesehen,
über welche Fluidisierungsgas abgeführt wird. Dieses Fluidisierungsgas strömt
entgegen dem Pulver-Förderweg durch das Pulver an die Oberfläche des im
Vorratsbehälter befindlichen Pulvervolumens und fluidisiert so das Pulver. Das
entweichende Fluidisierungsgas kann in die Abluftleitung der Pulverkabine vor
einer zentralen Filtereinheit ohne zusätzliche Reinigungsmaßnahmen eingeleitet
werden.According to
Die Fluidisierung wird auch in kurzen Pausen weitergeführt, da es ca. 10 min. dauert bis sich ein homogenes Pulver-/Luftgemisch einstellt.The fluidization is continued even in short breaks, since it takes about 10 min. takes until a homogeneous powder / air mixture sets.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 23 wird erreicht, dass aus der Entlüftung der Pulverquelle keine Pulverpartikel ausgetragen werden.With the development of the invention according to claim 23 is achieved that from the venting of the powder source no powder particles are discharged.
Bei einer Pulverquelle gemäß Anspruch 24 kann man kontinuierlich feststellen, wie viel Pulver im Vorratsbehälter noch enthalten ist und wann der Vorratsbehälter seinerseits aus Transportgebinden nachgefüllt werden muss. Die Wägeeinrichtung dient auch zur ständigen Kontrolle der abgeführten Pulvermenge. In a powder source according to claim 24, one can continuously ascertain how much powder is still contained in the reservoir and when the reservoir in turn must be refilled from transport containers. The weighing device is also used for constant control of the discharged Amount of powder.
Bei einer Pulverquelle gemäß Anspruch 25 wird das in einer Zelle befindliche Pulver zusätzlich durch einen von außen auftreffenden Luftstrahl aus der Zelle zwangsweise abgelöst.In a powder source according to claim 25 which is located in a cell Powder additionally by an impinging air jet from the outside of the cell Forcibly relieved.
Bei einer Pulverquelle gemäß Anspruch 26 sind kleinere Relativbewegungen
zwischen dem Vorratsbehälter und dem Konditionierbehälter möglich; beide
Behälter sind aber strömungsmitteldicht miteinander verbunden. Man kann so
thermische Längenänderungen aufnehmen, kleine Lageänderungen zulassen,
wie sie beim Wiegen des Vorratsbehälters auftreten, und auch vermeiden, dass
Schwingungen von einem Behälter auf den anderen übertragen werden. Dies ist
im Hinblick auf ein gleichförmiges Pulver/Gasgemisch von Vorteil.In a powder source according to
EineAbkopplung des zu wiegenden Systems kann auch durch eine flexible Schlauchleitung, die zur Applikationseinheit führt, gewährleistet werden.A decoupling of the system to be weighed can also be achieved by a flexible system Hose line leading to the application unit can be ensured.
Ein gemäß Anspruch 27 vorgesehenes Sieb im oberen Abschnitt des Konditionierbehälters sorgt für eine räumlich Vergleichmäßigung des in den Konditionierbehälter gegebenen Pulvers. Darüber hinaus werden auch etwa vorhandene Partikelagglomerate zurückgehalten.A provided according to claim 27 sieve in the upper portion of the conditioning ensures a spatial homogenization of the in the Conditioning container given powder. In addition, will also be about retained particle agglomerates.
Bei der im Anspruch 28 angegebenen Abstimmung zwischen der Weite von
Maschen eines Maschensiebes auf die Größe der Pulverpartikel ist eine gute
Vergleichmäßigung des Pulverstromes über den Querschnitt des Konditionierbehälters
gewährleistet, ohne dass der Durchsatz stark absinkt.When specified in
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 29 ist im Hinblick auf eine Erhöhung des Durchsatzes und im Hinblick auf ein Aufbrechen etwa angefundener Partikelagglomerate von Vorteil.The development of the invention according to claim 29 is with regard to a Increase in throughput and in terms of breaking up about found Particle agglomerates of advantage.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 30 wird eine gute
Durchmischung von Pulver und Fluidisierungsgas bei im wesentlichen laminaren
Strömungsverhältnissen im Konditionierbehälter erhalten.With the development of the invention according to
Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 31 dient der Herstellung homogener Mischungsbedingungen für Pulver und Fluidisierungsgas. The development of the invention according to claim 31 is used for the production homogeneous mixing conditions for powder and fluidizing gas.
Im unteren Endabschnitt des Konditionierbehälters liegt eine besonders homogene Verteilung von Pulverpartikeln und Fluidisierungsgas vor.In the lower end of the conditioning tank is a special homogeneous distribution of powder particles and fluidizing gas.
Gemäß Anspruch 32 liegt die Pulverentnahme am tiefsten Punkt des Konditionierbehälters,
so dass der Behälter auch vollständig entleert werden kann.
Damit kann erreicht werden, dass beim Abschalten der Applikationseinheit kein
Pulver in der Zuführleitung bleibt und somit kein unfluidisiertes Pulver beim
Wiederanfahren austritt. Zu Beachten ist dabei zwar, dass eine zeitliche Verzögerung
zwischen Dosierung und Bedarf auftritt. Dies ist aber weitgehend
vemachlässigbar, da normalerweise der Einschaltpunkt der Applikationseinheit
vor der Ankunft der zu lackierenden Oberfläche liegt.According to
Die kegelförmige Ausbildung des Fluidbodens verbunden mit der Möglichkeit Behälter und Schlauchsystem leerzufahren bringt gravierende Vorteile für den Betrieb der Gesamtanlage.The conical shape of the fluid soil associated with the possibility Empty tank and hose system brings serious benefits for the Operation of the entire system.
Die in den Ansprüchen 33 und 34 angegebenen geometrischen Verhältnisse
sind im Hinblick auf das Abgeben eines homogenen und gleichbleibenden fluidisierten
Pulverstromes von Vorteil.The specified in
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 35 wird erreicht, dass das Gemisch aus Pulver und Fluidisierungsgas beschleunigt und verdünnt durch Leitungen an die Beschichtungsstationen geführt wird. Dies ist insbesondere in Verbindung mit mehreren Applikationseinheiten vorteilhaft. Bei einer Applikationseinheit (Verbraucher wie Spritzpistole etc.) reicht der Überdruck im Konditionierbehälter für den Pulvertransport in der Regel aus.With the development of the invention according to claim 35 it is achieved that the Mixture of powder and fluidizing gas accelerated and diluted through lines is led to the coating stations. This is especially in Connection with several application units advantageous. In an application unit (Consumers such as spray gun, etc.), the pressure in the conditioning tank is sufficient for the powder transport usually off.
Dabei erhält man gemäß Anspruch 36 ohne Verwendung bewegter Teile und auf
im Dauerbetrieb zuverlässige Art und Weise die Beschleunigung und Verdünnung
des Fließpulverstromes.This is obtained according to
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
- Figur 1:
- ein Blockschaltbild einer Pulverbeschichtungs anlage;
- Figur 2:
- eine detailliertere Darstellung einer Fließpulverquelle, welche zu der in Figur 1 gezeigten Pulverbeschichtungsanlage gehört;
- Figur 3:
- einen vergrößerten vertikalen Schnitt durch eine abgewandelte Zellenrad-Dosiereinheit, welche in der in Figur 1 gezeigten Pulverbeschichtungsanlage bzw. der in Figur 2 gezeigten Fließpulverquelle verwendbar ist;
- Figur 4:
- eine Darstellung der Überlappung von Puderauslass des Vorratsbehälters und Zellenradkammer in einer ersten Variante;
- Figur 5:
- eine Darstellung der Überlappung von Puderauslass des Vorratsbehälters und Zellenradkammer in einer zweiten Variante;
- Figur 6:
- eine Variante von Figur 2;
- Figur 7:
- eine weitere Variante von Figur 2; und
- Figur 8:
- eine Variante von Figur 3.
- FIG. 1:
- a block diagram of a powder coating plant;
- FIG. 2:
- a more detailed representation of a flow powder source, which belongs to the powder coating system shown in Figure 1;
- FIG. 3:
- an enlarged vertical section through a modified metering wheel metering unit, which is used in the powder coating system shown in Figure 1 or the flow powder source shown in Figure 2;
- FIG. 4:
- a representation of the overlap of the powder outlet of the reservoir and cellular chamber in a first variant;
- FIG. 5:
- a representation of the overlap of the powder outlet of the reservoir and cellular chamber in a second variant;
- FIG. 6:
- a variant of Figure 2;
- FIG. 7:
- another variant of Figure 2; and
- FIG. 8:
- a variant of Figure 3.
In Figur 1 ist'mit 10 insgesamt eine Fließpulverquelle bezeichnet, welche auf
einer Auslassleitung 12 ein Gemisch aus Pulverpartikel und einem Fluidisierungsgas
bereitstellt. Dieses Gemisch ist ähnlich wie eine Flüssigkeit fließfähig
und wird dem Eingang einer Beschleunigungseinheit 14 zugeführt, die
nach dem Wasserstrahl-Prinzip arbeitet und den Fließpulverstrom beschleunigt
und verdünnt.In FIG. 1, 10 denotes a total of a flow powder source, which comprises
an
Dies geschieht vorzugsweise durch eine Ringspaltdüse, wie sie in der DE 10 53
295 A1 beschrieben ist. Es sind auch andere Eindüsungen von Beschleunigungsluft
denkbar, wie z.B. eine zentrale Düse in einem Schlauch. Wichtig ist
nur, dass eine gerichtete Strömung zur Applikationseinheit hin erzeugt wird und
dass das Pulver fluidisiert bleibt und keine Ablagerungen an den Schläuchen
entstehen.This is preferably done by an annular gap nozzle, as described in
Hierzu ist bei hier betrachteten Ausführungsbeispiel ein Beschleunigungslufteingang
der Beschleunigungseinheit 14 über einen Druckregler 16 mit dem
Ausgang eines Verdichters 18 verbunden.For this purpose, an acceleration air input is considered in the exemplary embodiment considered here
the
Eine Auslassleitung 20 der Beschleunigungseinheit 14 ist mit einer Verteilerleitung
22 verbunden, welche mit Einlässen einer Vielzahl von Pulverauftragstationen
24 -1, 24 - 2 bis 24 - 8 verbunden ist. Diese werden, wo es im
folgenden auf eine Unterscheidung nicht ankommt, einfach als Pulverauftragstationen
24 angesprochen.An
Die Pulverauftragstationen 24 sind über ein Steuerkabel 26 mit einer
Steuereinheit 28 verbunden.The powder application stations 24 are connected via a
Letztere steuert über ein weiteres Steuerkabel 30 einen Magneten des
Druckreglers 16, um dessen Regeldruck einzustellen.The latter controls via a further control cable 30 a magnet of the
Über ein weiteres Steuerkabel 32 steuert die Steuereinheit 28 einen Magneten
eines weiteren Druckreglers 34, über den ein Einlass für Fluidisierungsgas der
Fließpulverquelle 10 mit dem Ausgang des Verdichters 18 verbunden ist.Via a
Schließlich steuert die Steuereinheit 28 über ein Steuerkabel 36 weitere in der
Fließpulverquelle 10 enthaltene Lasten und erhält über dieses Kabel aus der
Fließpulverquelle 10 Sensor-Ausgangssignale, wie später noch genauer
beschrieben wird. Über ein Steuerkabel 37 wird der Verdichter 18 gesteuert.Finally, the
Auf diese Weise kann man die Geschwindigkeit und die Konzentration der Pulverpartikel steuern, welche den verschiedenen Auftragstationen zugeführt werden, und kann ferner steuern, ob die Auftragstationen 24 arbeiten oder nicht.In this way you can see the speed and concentration of Controlling powder particles which are fed to the various application stations and may further control whether the job stations 24 are working or not.
Die Fließpulverquelle 10 hat drei Hauptkomponenten. Zunächst einen Vorratsbehälter
38, in welchem ein Volumen 40 an aufzutragendem Pulver enthalten ist,
wie in Figur 1 schematisch angedeutet. Um das Pulvervolumen 40 in Abständen
wieder aufzufüllen, ist das obere Ende des Vorratsbehälters 38 an eine
Speiseleitung 48 angeschlossen, die aus Transportbehältern her mit Pulver
versorgt wird.The
Die zweite Hauptkomponente der Fließpulverquelle 10 ist eine Dosiereinheit 44,
die nach dem Zellenradprinzip arbeitet. Sie ist am unteren Ende des Vorratsbehälters
38 angeordnet und lässt einen genau vorgegebenen Pulverstrom aus
dem Vorratsbehälter 38 in einen unter ihr angeordneten Konditionierbehälter
46 (dritte Hauptkomponente) fließen, wie nachstehend noch genauer
beschrieben wird. Der Konditionierbehälter 46 vermischt das zugeführte Pulver
mit einem Fluidisierungsgas und das so erhaltene Gemisch aus Pulverpartikeln
und Fluidisierungsgas wird auf der Auslassleitung 12 bereitgestellt, die eingangs
schon erwähnt wurde.The second main component of the
Soweit Fluidisierungsgas nicht über die Auslassleitung 12 abgeführt wird, kann
es über eine Entlüftungsleitung 48 abgegeben werden, die vom oberen Ende
des Vorratsbehälters 38 ausgeht.As far fluidizing gas is not discharged through the
Nunmehr werden unter Bezugnahme auf Figur 2 Einzelheiten der Fließpulverquelle 10 erläutert, wobei Verbindungen zu externen Teilen der Pulverbeschichtungsanlage durch Angabe der entsprechenden Bezugszeichen angedeutet sind.Referring now to Figure 2, details of the flow powder source will be described 10, wherein connections to external parts of the Powder coating system by indicating the corresponding reference numerals are indicated.
Wie aus Figur 2 ersichtlich, hat der Vorratsbehälter 38 ein unteres Gehäuseteil
50 mit einer zylindrischen Umfangswand 52 und einer unteren kegelstumpfförmigen
Umfangswand 54, die an den unteren Rand der Umfangswand
52 angesetzt ist.As can be seen from Figure 2, the
Der obere Rand der Umfangswand 52 trägt einen horizontalen Flansch 56, der
mit einem passenden horizontalen Flansch 58 eines Deckels 60 verschraubt ist.The upper edge of the
Der Vorratsbehälter 38 ist mit dem Flansch 58 über Wiegezellen 62 an festen
Rahmenteilen 64 hängend abgestützt. Die Wiegezellen 62 stellen das
momentane Gewicht von Vorratsbehälter 38 und aktuellem Pulvervolumen 40
charakterisierende elektrische Signale bereit, welche auf Eingänge der
Steuereinheit 28 gegeben werden.The
Die Speiseleitung 42 enthält einen Kompensator 66, und sie ist in der Nachbarschaft
des Deckels 60 durch ein Speiseventil 68 verschließbar, welches als
Quetschventil oder Kolbenventil ausgebildet sein kann.The
Auf der kegelförmigen unteren Umfangswand 54 des Vorratsbehälters 38 ist
innen ein poröses kegelförmiges Wandmaterial 70 aus offenporigem Sintermaterial
angebracht, dessen unteres Ende einen Auslass 71 begrenzt und
dessen Rückseite über einen Druckregler 72 und ein Magnetventil 74, welches
durch die Steuereinheit 28 betätigt wird, mit dem Ausgang des Druckreglers 34
verbunden ist.On the conical lower
Bei geöffnetem Magnetventil 74 strömt somit laufend Luft durch das poröse
Wandmaterial 70 in das Pulvervolumen 40 hinein und verhindert ein miteinander
Verhaken und Zusammenbacken der Pulverpartikel. Auf diese Weise bleibt das
Pulver, welches sich im Vorratsbehälter 38 befindet, rieselfähig.When the
Am Deckel 60 erkennt man femer die Entlüftungsleitung 48, deren in den
Vorratsbehälter 38 geführtes Ende durch einen Filterkopf 76 verschlossen ist,
welcher scheibenförmig ist und an seinen beiden Endflächen ein Filtermaterial
trägt, welches Pulverpartikel zurückhält.On the
Die Zellenrad-Dosiereinrichtung 44 hat ein Zellenradgehäuse 78, in welchem ein
zylindrischer Aufnahmeraum 80 für ein passend zylindrisches Zellenrad 82
vorgesehen ist. Das Zellenradgehäuse 78 hat einen Einlass 84, der mit dem
unteren offenen Ende des Vorratsbehälters 38 in Verbindung steht sowie einen
unten gelegenen Auslass 86, der mit dem Inneren des Konditionierbehälters 46
über eine einen Kompensator 88 enthaltende Leitung 90 verbunden ist.The cellular
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, hat das Zellenrad 82 stemförmig angeordnete
Zellenwände 92, welche dazwischen liegende Zellen 94 begrenzen. Böden 96
der Zellen 92 sind zylindrisch gestaltet und gehen knick- und stoßfrei in die
Seitenflächen der Zellenwände 92 über. As can be seen from the drawing, the
An der Durchschneidungsstelle zwischen Auslass 86 und Aufnahmeraum 80
mündet ein Gehäusekanal 98 des Zellenradgehäuses 78 aus, welcher senkrecht
zur Zeichenebene von Figur 2 gleiche Abmessung aufweist wie das Zellenrad 82
und über einen weiteren Druckregler 100 und ein Magnetventil 102 mit dem
Auslass des Druckreglers 34 verbunden ist. Das Magnetventil 102 wird wieder
von der Steuereinheit 28 her betätigt.At the point of intersection between
Das Zellenrad 82 wird von einem Elektromotor 104 angetrieben. Dieser wird von
einer Steuerschaltung 106 alternierend in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung für
gleiche Zeitspannen angesteuert. Auf diese Weise wird erreicht, dass das
Pulver, welches in den Zellen des Zellenrades 82 vom Vorratsbehälter 38 in den
Konditionierbehälter 46 geschleust wird, nicht einseitig in den Vorratsbehälter 46
fällt.The
Alternativ kann der Elektromotor 104 ein Schrittmotor sein und die Steuerschaltung
106 kann so ausgebildet sein, dass sie den Schrittmotor jeweils um
einer Mehrzahl von Umdrehungen entsprechende Schrittzahlen in Vorwärts-
bzw. Rückwärtsrichtung ansteuert.Alternatively, the
Die Steuerschaltung 106 wird ihrerseits von der Steuereinheit 28 her gesteuert.The
An das Zellenradgehäuse 78 ist ein Vibrator oder Klopfer 107 angesetzt, um das
gesamte Gehäuse, das in ihm gelagerte Zellenrad 82 und das untere Ende des
Vorratsbehälters 38 in Schwingung zu versetzen. Vorzugsweise wird der Vibrator
oder Klopfer 107 von der Steuerschaltung 28 mit einer Frequenz von
größenordnungsmäßig 60Hz angeregt. Der Erreger 107 kann ein magnetostriktiver,
pneumatischer oder auch ein elektromechanischer Vibrator sein.To the
Der Konditionierbehälter 46 besteht seinerseits wieder aus einem unteren
Behälterteil 108 sowie einem oberen Behälterteil 110. Diese haben an den
einander benachbarten Rändern Flansche 112 bzw. 114, an denen sie
miteinander verschraubt sind. The
Das obere Behälterteil 120 erweitert sich vom Abgabeende der Leitung 90 aus
kegelstumpfförmig nach unten, während sich das untere Behälterteil 168
ausgehend vom oberen Behälterteil 110 nach unten kegelförmig verjüngt und
dann einen zylindrischen Behälterabschnitt 116 hat. Letzteres hat an seinem
unteren Ende einen horizontalen Flansch 118, welcher über ein Ringteil 120 mit
einem unteren becherförmigen Deckel 122 verschraubt ist.The
Innerhalb des Ringteiles 122 liegend ist ein scheibenförmiges gasdurchlässiges
Bodenteil 124 angeordnet. Der durch dessen Unterseite und den Deckel 122
begrenzte Bodenrückraum ist über einen Druckregler 126 und ein Magnetventil
128 mit dem Auslass des Druckreglers 34 verbunden.Within the
Zwischen den beiden Gehäuseteilen 108 ist ein Maschensieb 130 unter
Zwischenschaltung von Ultraschallerzeugern 132 eingespannt. Das Maschensieb
130 ist aus Edelstahldrähten gewoben. Zur Verwendung mit Pulverlacken,
welche Pulverpartikel mit einer mittleren Größe von etwa 25 µm aufweisen, beträgt
der Durchmesser des Edelstahldrahtes 40 µm und die Maschenweite des
Siebes 125 µm.Between the two
Die Ultraschallerzeuger 132 werden von der Steuereinheit 28 mit einer Frequenz
von etwa 20 kHz erregt.The
Das Maschensieb 130 erstreckt sich somit senkrecht zur Achse des Konditionierbehälters
46 eben und gespannt durch einen oberen Abschnitt des
Konditionierbehälters, wobei es gleichzeitig eine hochfrequente Bewegung mit
kleiner Amplitude durchführt. Auf diese Weise wird Pulver, welches auf die
Oberseite des Maschensiebes 130 fällt in zur Achse des Konditionierbehälters
46 senkrechten Richtungen vergleichmäßigt, wobei etwa im
auftreffenden Pulver enthaltene Partikelagglomerate aufgebrochen werden.The
Der hinter dem Maschensieb 130 erhaltene vergleichmäßigte Pulvervorhang fällt
unter Schwerkraft nach unten und wird hierbei mit dem aus dem Bodenteil 124
laminar senkrecht nach oben gerichteten Luftstrom innig und gleichmäßig vermischt. The uniformed powder curtain obtained behind the
Man erhält so in dem zylindrischen Behälterabschnitt 116 eine homogene
Mischung aus Pulverpartikel und durch Luft gebildetem Fluidisierungsgas.This gives a homogeneous in the
Die Auslassleitung 12 ist in der Mitte des Behälterabschnittes 116 geführt und
zwar etwa auf 2/3 der Höhe des zylindrischen Behälterabschnittes 16.The
Ist der Abstand zwischen dem Maschensieb 130 und der Oberseite des
Bodenteiles 124 D und ist der Abstand der Auslassleitung 12 von der Oberseite
des Bodenteiles 124 d so verhalten sich d:D zwischen etwa 1:8 und etwa 1:4,
vorzugsweise etwa wie 1:6.Is the distance between the
Die oben unter Bezugnahme auf Figur 2 näher erläuterte Fließpulverquelle 10
arbeitet folgendermaßen:The
Das im Vorratsbehälter 38 befindliche Pulvervolumen 40 wird durch die durch
das poröse Wandmaterial 70 hindurchtretende Luft durchströmt und in rieselfähigem
Zustand gehalten. Das Zellenrad 82 nimmt vom anstehenden Pulver
kontinuierlich den Volumen der Zellen entsprechende Pulvermengen ab, die
beim Erreichen des Auslasses 86 aus den Zellen nach unten und durch die
Leitung 90 auf die Oberseite des Maschensiebes 130 fallen.The
Die über den Gehäusekanal 58 zugeführte Luft unterstützt das Ablösen von
Pulver aus den Zellen des Zellenrades 82.The supplied via the
Das Maschensieb 130 wird symmetrisch zur Behältermittelebene mit
Pulvermaterial beaufschlagt, da das Zellenrad 82 durch den Elektromotor 104
durch die von der Steuerschaltung 106 abgegebenen Signale um gleiche
Zeitspannen in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung betrieben wird.The
Durch die Siebwirkung und zusätzlich durch die Ultraschallbeaufschlagung wird
das Pulvermaterial nochmals in transversaler Richtung vergleichmäßigt, und
man erhält unterhalb des Maschensiebes 130 einen im wesentlichen
gleichförmigen Pulvervorhang, der nach unten fällt und hierbei dem nach oben
gerichteten Luftstrom begegnet, der durch das Bodenteil 124 abgegeben wird. Due to the screening effect and in addition by the ultrasound application is
the powder material evened out in the transverse direction, and
one obtains below the mesh screen 130 a substantially
uniform powder curtain that falls down and this up
directed air flow, which is discharged through the
An der oben erwähnten Stelle des zylindrischen Behälterabschnittes 116 wird
eine homogene Mischung aus Pulver und Fluidisierungsgas durch die Auslassleitung
12 abgezogen.At the above-mentioned location of the cylindrical container portion 116
a homogeneous mixture of powder and fluidizing gas through the
Wird der Fließpulverquelle 10 insgesamt mehr Druckluft über die Druckregler
72, 100 und 126 zugeführt als Fluidisierungsluft über die Auslassleitung 12
zusammen mit Pulver abgeführt wird, so wird die Restmenge an Luft über den
Filterkopf 76 und die Entlüftungsleitung 48 abgeführt.If the flow powder source 10 a total of more compressed air via the
Es versteht sich, dass man in Abwandlung des oben geschilderten Ausführungsbeispieles
nach Figur 2 für die unterschiedliche Druckbeaufschlagung der an die
Überdruckventile 72, 100 und 126 angeschlossenen Lasten auch programmierbare
Druckregler verwenden kann, ähnlich wie unter Bezugnahme auf die
Druckregler 16 und 34 von Figur 1 beschrieben.It is understood that in a modification of the above-described embodiment
according to Figure 2 for the different pressurization of the
In Figur 3 sind Bauteile der Zellenrad-Dosiereinheit 44, die obenstehend unter
Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 schon erläutert wurden, wieder mit
denselben Bezugszeichen versehen, soweit sie dieselbe Funktion erfüllen, und
zwar auch dann, wenn sie sich in Einzelheiten der Ausbildung unterscheiden.In Figure 3, components of the cellular
Nachstehend werde nur noch die Unterschiede zu der schon beschriebenen
Zellenrad-Dosiereinheit 44 beschrieben.Below only the differences to the already described
Die Zellen 94 des Zellenrades 92 haben jeweils die Form von Kugelabschnitten
(Kalotten) und sind jeweils durch eine Bodenwand 134 begrenzt, die aus porösem,
gasdurchlässigem Material hergestellt ist. Hinter den Bodenwänden 134
liegt jeweils eine Luftkammer 136, die mit einem achs-parallelen Speisekanal
138 in Verbindung steht. Letzterer ist axial bis in die Figur 3 hinter der
Zeichenebene zu denkende Stimfläche des Zellenrades 92 fortgesetzt.The
Mit der Bahn der Enden der Speisekanäle 138 radial fluchtend ist eine erste
Speisenut 140 vorgesehen, die sich über einen Winkel von etwa 280° erstreckt.
Die Speisenut 140 ist über einen Druckregler 142 und ein Magnetventil 144 mit
dem Ausgang des Verdichters 34 verbunden. Radially aligned with the path of the ends of the
Der Druck des Druckreglers 142 ist so eingestellt, dass die Bodenwände 134 von
einem kleinen Luftstrom durchsetzt werden, der gerade verhindert, dass sich
Pulverpartikel an der Außenfläche der Bodenwand 134 festsetzen, der jedoch
nicht dazu ausreicht, die Pulverpartikel wegzublasen.The pressure of the
Eine zweite Speisenut 146 erstreckt sich beim Auslass 86 des Zellenradgehäuses
78 über ein Winkel von etwa 60°. Diese Nut ist mit etwas größerer
radialer Abmessung gezeichnet, um so anzudeuten, dass sie über einen
weiteren Druckregler 148 und ein Magnetventil 150 mit größerem Druck
beaufschlagt ist als die Speisenut 140. Sie erzeugt durch die Bodenwand 134
bei Stellung beim Auslass 86 einen Luftstrom, durch welchen das vor der
Bodenwand 134 befindliche Rest-Pulvervolumen, welches nicht schon durch
Schwerkraft abgefallen ist, zwangsweise abgeblasen wird.A
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist die Krümmung der Bodenwände 134 so
gewählt, dass die radial außen liegende Seite der Bodenwände 134 jeweils eine
glatte stetige Fortsetzung des als kegelstumpfförmige Einführschräge ausgebildeten
Einlasses 84 darstellt, wenn eine Bodenwand 134 einlassseitig auf der
vertikalen Achse von Einlass und Auslass des Zellenradgehäuses 78 steht. Der
Einlass 84 stellt seinerseits eine Verlängerung eines trichterförmigen unteren
Endabschnittes des Vorratsbehälters 38 dar, der in Figur 3 nur gestrichelt
bei 156 wiedergegeben ist.As can be seen from the drawing, the curvature of the
Man erkennt, dass die Speisenuten 140 und 146 symmetrisch zur vertikalen
Mittelebene der Zellenrad-Dosiereinrichtung 44 ausgebildet sind, so dass das
Zellenrad 82 wieder in beiden Drehrichtungen gleichermaßen verwendet werden
kann, wie oben beschrieben.It can be seen that the
Soll das Zellenrad nur in einer Drehrichtung verwendet werden, so kann man die
Speisenut 140 auch auf denjenigen Umfangswinkel beschränken, innerhalb
dessen Pulvermaterial auf der Bodenwand 134 liegt.If the feeder is to be used in one direction of rotation, you can use the
Um ein vorzeitiges Herausfallen von Pulvermaterial im Spalt zwischen
Aufnahmeraum 80 und Zellenrad 82 zu verhindern, kann man den Aufnahmeraum
80 jeweils über einen Winkel von beim Ausführungsbeispiel etwa 80° mit
einer gasdurchlässigen Wand 156 versehen, hinter welcher eine Luftkammer
158 liegt. Diese ist über einen Speisekanal 160, einen Druckregler 166
sowie ein Magnetventil 168 wieder mit dem Ausgang des Verdichters 34
verbunden. Dies erfolgt beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 wieder
spiegelbildlich zur vertikalen Mittelebene des Zellenradgehäuses 78.To premature falling out of powder material in the gap between
To prevent receiving
Bei der Ausbildung der Dosiereinheit 44 gemäß Figur 3 wird somit ein
Haftenbleiben der Pulverpartikel am Zellenrad bzw. am Zellenradgehäuse
verhindert, ohne dass es zu einem Entweichen von Pulverpartikeln aus den
Zellen 94 kommt.In the formation of the
Bei der in Figur 3 gezeigten Ausbildung der Zellenrad-Dosiereinheit 44 ist der
gesamte Förderweg des Pulvers vom Auslass des Vorratsbehälters 38 bis zum
Auslass der Dosiereinheit 44 frei von Winkeln und Kanten, an denen sich
Pulverpartikel anhäufen oder verklemmen könnten.In the embodiment of the cellular
Damit ist die Abgabe von Pulverpartikel an den Konditionierbehälter 46
gleichmäßig und weitgehend homogen.Thus, the delivery of powder particles to the
Zur nochmals verbesserten Vergleichsmäßigung der Pulverabgabe in den
Konditionierbehälter 46 kann man das Zellenradgehäuse 78 mit einer
zylindrischen Umfangsfläche versehen und in einer zylindrischen Buchse um die
Gehäuseachse drehbar lagern, wie in Figur 3 gestrichelt dargestellt.For a further improved comparison of the powder delivery in the
Dort ist mit 170 eine Lagerbuchse bezeichnet, die das Zellenradgehäuse 78 im
Gleitspiel umgibt und eine obere Lagerplatte 172 trägt, welche die obere
Stirnfläche des Zellenradgehäuses 78 übergreift. Eine mittige Öffnung 174 der
Lagerplatte 172 stellt eine glatte und bündige Verbindung zwischen dem
Einlass 84 und der kegelförmigen Innenfläche 156 des unteren Endes des
Vorratsbehälters 38 her.There is 170 denotes a bearing bush, the
Eine untere Lagerplatte 176 hat eine mittige Öffnung 178, die vom Auslass 86
des Zellenradgehäuses 78 radial nach außen beabstandet ist. Die Lagerplatten
172 und 176 sind durch nicht gezeigte Schrauben mit der Lagerbuchse
170 verbunden. A
Innerhalb der Öffnung 178 trägt die untere Stirnfläche des Zellenradgehäuses 78
einen Zahnkranz 180, auf welchem ein Zahnrad 182 läuft, welches um eine
horizontale Achse drehbar ist und von einem Elektromotor 184 angetrieben wird.
Dieser wird von einem Steuerkreis 186 her alternierend um einen vorgegebenen
Winkel (von beim Ausführungsbeispiel einigen Umdrehungen, so dass sich das
Zellenradgehäuse um ganzzahlige Vielfache von 180° dreht) in Vorwärtsrichtung
bzw. zur Rückwärtsrichtung angetrieben, wobei der in der jeweiligen Richtung
zurückgelegte Weg zum Ausgangssignal eines Winkelgebers 188 proportional
ist, der mit der Welle des Elektromotors 184 gekoppelt ist.Within the
Damit ist die Verteilung des in dem Dosierbehälter 46 abgegebenen Pulvervorhanges
nicht nur in radialer Richtung sondern auch in Umfangsrichtung
gleichmäßig.Thus, the distribution of the dispensed in the
Bei den verschiedenen luftdurchlässigen Materialien, die von der Rückseite mit Überdruck beaufschlagt sind, handelt es sich vorzugsweise um Sintermaterialien, die nochmals vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial bestehen. In Fällen, in denen elektrostatische Aufladungen vermieden werden müssen, kann das poröse Wandmaterial aber auch aus einem gesinterten Metall wie gesinterter Bronze bestehen und elektrisch mit Erde verbunden sein.With the various air-permeable materials, from the back with Overpressure are applied, it is preferably sintered materials, which again preferably consist of a plastic material. In cases where electrostatic charges must be avoided, However, the porous wall material can also be made of a sintered metal such as consist of sintered bronze and be electrically connected to earth.
Die Porengröße des Sintennateriales ist so gewählt, dass sie kleiner ist als der Durchmesser der Pulverpartikel, so dass sich auch dann, wenn diese Materialien nicht von der Rückseite her mit Druck beaufschlagt sind, Pulverpartikel allenfalls lose und nur teilweise in die Poren des Sintermateriales legen.The pore size of the sintered material is chosen to be smaller than that Diameter of the powder particles, so that even if these materials not pressurized from the back, powder particles at best loose and only partially in the pores of the sintered material.
Für die Behälter, Verbindungsleitungen und anderen durchströmten Teile der
Fließpulverquelle 10 wird Edelstahl als Material bevorzugt.For the tanks, connecting pipes and other parts through which they flow
Die Regeldrucke für die verschiedenen Druckventile werden so gewählt, dass
man die gewünschte Fluidisierung und das gewünschte Verhältnis zwischen
Fluidisierungsgas und Pulver erhält. Typischerweise wird im Inneren des
Konditionierbehälters 46 ein Druck aufrecht erhalten, der etwa 0,25 atm größer
ist als der Druck in den restlichen Teilen der Fliespulverquelle 10. The control pressures for the various pressure valves are selected so that
one the desired fluidization and the desired relationship between
Fluidizing gas and powder receives. Typically, inside the
Bei den in den Figuren 4 bis 8 gezeigten und nachstehend erläuterten Varianten sind Komponenten, die in der Funktion oben schon erläuterten Komponenten entsprechen, wieder mit denselben Bezugszeichen versehen. Sie werden, abgesehen von Änderungen, nachstehend nicht nochmals beschrieben.In the variants shown in Figures 4 to 8 and explained below are components that are already explained in the function above components correspond, again provided with the same reference numerals. You will be, apart from changes, not described again below.
Figuren 4 und 5 zeigen Aufsichten auf das untere Ende abgewandelter
Vorratsbehälter 38, bei denen der Auslass 71 nicht rotationssymmetrisch ist.
Femer ist das darunter liegende Zellenrad 82 mit einer seiner kalottenförmig
ausgebildeten Zellen 94 angedeutet.Figures 4 and 5 show plan views of the lower end modified
Gemäß Figur 4 hat der Auslass 94 die Form eines Trapezes, wobei die zu
einander parallelen Trapezseiten parallel zur Drehachse des Zellenrades 82
verlaufen. Dabei liegt die längere Trapezseite so, dass sie von einer sich
annähernden Zelle 94 zuerst getroffen wird.According to Figure 4, the
Gemäß Figur 5 ist der Auslass 71 oval, wobei die lange Achse der Ellipse
parallel zur Zellenradachse verläuft.According to Figure 5, the
In beiden Fällen ist die lange Achse des Auslasses 71 größer als der Durchmesser
der Zellen 94, und der Auslass 71 ist symmetrisch zur Bahn der Zellenmittelpunkte.In both cases, the long axis of the
Ist der Auslass 71 kreisförmig, so ist sein Durchmesser ebenfallls größer als der
Durchmesser der Zellen 94.If the
Die Fließpulverquelle 10 nach Figur 6 unterscheidet sich von derjenigen nach
Figur 2 durch den Aufbau des Konidtionierbehälters 46.The
Das poröse Bodenteil 124 ist kegelförmig und von seiner untenliegenden Spitze
geht die das fluidiserte dosierte Pulver erhaltende Auslassleitung 12 aus.The
Das größere axiale Abmessung aufweisende zylindrische Ringteil 120 umgibt
das Bodenteil 124 und ist am unteren Ende durch den nun scheibenförmigen
Deckel 122 verschlossen, durch welchen die Auslassleitung 12 dicht
hindurchgeführt ist..The larger axial dimension
Bei der Fließpulverquelle 10 nach Figur 7 ist zwischen dem nun kegelstumpfförmigen
Deckel 60 und einem umgekehrt kegelstumpfförmigen oberen
Endabschnitt 190 ein Sieb 192 fest eingespannt, an welchem der Vorratsbehälter
38 auf den Wiegezellen 28 abgestützt ist. Das Sieb 192 wird durch einen
Vibrator oder Klopfer 194 in hochfrequente Schwingungen versetzt, die in der
Praxis bei etwa 10 kHz bis etwa 60 kHz liegen. Auf diese Weise werden
Agglomerate und Klumpen schon beim Füllen des Vorratsbehälters 38
aufgebrochen.In the
Das Zellenrad 82 hat nun einen Radkörper 196 der vollständig aus einem
offenporigen Sintermaterial hergestellt ist, wie es schon weiter oben angesprochen
wurde. Der Radkörper 196 ist in seiner Umfangsfläche mit den
kalottenförmigen Zellen 94 ausgebildet. Er ist beidseitig von Endhülsen 198 fest
getragen, die in Lagern 200 laufen. Axiallagerringe 202 positionieren das
Zellenrad 82 in axialer Richtung. Sie sind ihrerseits durch Sprengringe 204 an
Lagerblöcken 206 abgestützt.The
Durch den Radkörper 196 erstreckt sich drehschlüssig eine Welle 208. Diese ist
in ihrem mittleren Abschnitt mit einer axialen Nutung 210 versehen, so dass ein
Strömungsmittelweg zwischen den beiden Stirnflächen des Radkörpers 190 und
zur Innenfläche des Radkörpers 196 erhalten wird.Through the
Wie aus Figur 7 ersichtlich, sind die Lagerblöcke 206 von den Stimflächen des
Radkörpers 196 beabstandet, und eine der so erhaltenen Kammern 212 ist über
einen Druckregler 214 mit dem Ausgang des Druckreglers 34 verbunden. Dieser
dient, wie die anderen dem Druckregler 34 nachgeschalteten Druckregler dazu,
einen lokal besonders geeigneten Druck bereitzustellen.As can be seen in FIG. 7, the bearing blocks 206 are of the end faces of the
Man erkennt, dass man so die Begrenzungswände der Zellen 94 mit Fluidisierungsluft
beaufschlagen kann, welche ein Hängenbleiben von Pulverpartikeln
vermeidet. It can be seen that this way the boundary walls of the
Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 7 dient eine unterer Abschnitt des
Gehäuses 78 zugleich zur Aufnahme des Bodenteiles 124, eine oberer Teil des
Gehäuses 78 zur Aufnahme des unteren Endes des Vorratsbehälters 38. Die
gesamte Fließpulverquelle baut somit sehr kompakt.In the embodiment of Figure 7 is a lower portion of the
Beim Ausführungsbeispiel der Dosiereinheit 44 nach Figur 8 sind das Zellenrad
82 und das Gehäuse 78 beide aus einem offenporigen Sintermaterial hergestellt,
wie es oben schon verschiedentlich angesprochen wurde. Damit ist der mechanische
Aufbau einfacher als beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3; die Funktion
ist letztlich dieselbe: Sowohl auf dem Zellenrad 82 als auch auf dem Gehäuse 78
können keine Pulverpartikel hängen bleiben, da sie von aus den Oberflächen
austretender Luft abgehoben und wegbewegt werden.In the embodiment of the
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